Invitado por el Instituto de Estudios Andinos Don Pablo Groeber el miércoles 12 de marzo el Doctor Peter Cobbold ofreció un seminario sobre “Fracturamiento hidráulico natural en reservorios no-convencionales“. El Doctor Cobbold es Directeur de Recherche Émérite – CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) de la Universidad de Rennes, Francia y Miembro Correspondiente de la Asociación Geológica Argentina.

 

El Dr. Cobbold es ampliamente conocido por sus estudios de geología estructural, y ha hecho importantes aportes en diversas áreas del país, entre los que se destacan  sus contribuciones a la estructura y deformación de Sierra de la Ventana. Este argentino, cuarta generación en el Río de la Plata, ha sido parte de esa pléyade de discípulos de Ramsay en el Imperial College de Londres donde se doctoró en 1973. Sus estudios lo han llevado a diversas partes del mundo, y sus experimentos analógicos le han dado un reconocimiento universal. Su trabajo “Propagating extrusion tectonics in Asia: new insights from simple experiments with plasticine”, marcó un hito en el nacimiento de la tectónica de escape y es uno de los aportes científicos más citados realizados por un argentino.

En esta oportunidad el Dr. Cobbold nos habló de la importancia de la presión anómala de poros en los sedimentos de las cuencas petroleras. Debido al valor que están teniendo los recursos no convencionales, el análisis de la fracturación hidráulica por procesos naturales en rocas de alto contenido orgánico está teniendo una atención especial. Valores anormalmente elevados de la presión de fluido de poro son comunes en rocas generadoras maduras. Este es el resultado de la compactación química y el aumento de volumen durante la generación de hidrocarburos.

 

Para investigar los procesos de compactación química, se desarrolló sobrepresión y fracturamiento hidráulico con nuevas técnicas de modelado físico en un sistema cerrado. Durante las primeras etapas se construyeron modelos deformados en una pequeña caja que se apoyaba en un calentador de cama plana eléctrica, pero más recientemente, se utilizaron modelos más complejos para producir grandes cantidades de acortamiento horizontal. También han sido capaces de medir la presión del fluido de poro en un modelo durante calentamiento, a una temperatura que superó el punto de fusión de la cera de abejas utilizada como análogo.

 

En experimentos de fusión rápida se produjo la compactación vertical de la capa fuente bajo el peso de la sobrecarga y sobrepresión elevada de fluidos (litostática o mayor). Las secciones transversales de los modelos, después de enfriadas, reveló que la cera fundida había migrado a través del espacio de poros y en fracturas hidráulicas abiertas produciendo sills. La mayoría de estas soleras eran horizontales y sus techos abombados hacia arriba, presumiblemente en respuesta a sobrepresión interna.

 

En otros experimentos bajo compresión se formaron pliegues o fallas. Para estos experimentos antes de que la cera haya comenzado a derretirse se empezaron a formar zonas imbricadas de piel fina o gruesa. Por lo tanto, en estos experimentos la transformación de cera sólida a cera líquida condujo a la compactación química, al desarrollo de sobrepresión y al fracturamiento hidráulico dentro de un sistema cerrado.

 

De acuerdo con las mediciones efectuadas la sobrepresión fue el principal mecanismo, pero los cambios de volumen también contribuyeron, produciendo sobrepresión supra- litostática y por lo tanto, reduciendo la fricción basal.

Este fracturamiento hidráulico asociado al aumento de volumen se puede correlacionar con la generación de hidrocarburos en la ventana de generación que incrementaría la presión anómala de poros facilitando la caída de la fricción y el desarrollo de corrimientos en sistemas compresivos o fallas extensionales en ambientes distensivos.

 

El conocimiento de la generación de estas fracturas hidráulicas en forma natural es de suma importancia al momento de querer generar fracturación secundaria durante los procesos de fracking. Si bien gran parte de estas conclusiones son aún casi inéditas, se recomienda a los interesados  leer algunos trabajos previos para interiorizarse de las diferentes interpretaciones vigentes.

Zanella, A., Cobbold, P.R. y Le Carlier de Veslud, C. 2014. Physical modelling of chemical compaction, overpressure development, hydraulic fracturing and thrust detachments in organic-rich source rock, Marine and Petroleum Geology, online.

Journal webpage: http://dx.doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2013.12.017